一種中央空調(diào)冷量的分戶計量系統(tǒng)的制作方法

專利名稱：一種中央空調(diào)冷量的分戶計量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測量熱量的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及中央空調(diào)冷量的分戶計量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
我國是建筑中央空調(diào)使用大戶，建筑能耗約占全國總能耗的18% 25%，在華南地區(qū)這 一比例已高達(dá)30%，根據(jù)發(fā)達(dá)國家經(jīng)驗，隨著城市發(fā)展，建筑能源消耗將超越工業(yè)、交通等 其它行業(yè)而最終居于社會能源消耗的首位。中央空調(diào)的能耗是建筑終端能耗的主要部分，而 且使用中央空調(diào)系統(tǒng)的建筑數(shù)量多，能耗大，有效降低建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗，對節(jié)約能 源，提高能源利用率，實施綠色建筑戰(zhàn)略具有重要意義。
在滿足舒適度要求的前提下，理性使用和控制中央空調(diào)是降低中央空調(diào)能耗最有效的措 施，例如合理設(shè)置室內(nèi)溫度、通過分戶計費(fèi)方式以經(jīng)濟(jì)杠桿促使消費(fèi)者建立節(jié)能意識、末端 設(shè)備各節(jié)能運(yùn)行控制等都是降低中央空調(diào)能耗的有效方式，但這些方式需要有科學(xué)合理的運(yùn) 行管理與技術(shù)手段支持，如果完全靠中央空調(diào)用戶自覺實施，難以達(dá)到較好的效果。目前， 我國大多數(shù)公共建筑、辦公建筑等的中央空調(diào)系統(tǒng)主要依靠用戶直接控制、管理人員手動控 制的方式管理，運(yùn)行費(fèi)用由單位承擔(dān)，普遍存在不合理的中央空調(diào)能源浪費(fèi)現(xiàn)象。因此，為 中央空調(diào)系統(tǒng)提供有效的運(yùn)行管理與技術(shù)手段是建筑節(jié)能領(lǐng)域發(fā)展趨勢，具有巨大的經(jīng)濟(jì)、 社會和環(huán)保效益。
在實現(xiàn)中央空調(diào)冷量的分戶計費(fèi)時，采用冷量積算儀表的方法雖然具有直接、準(zhǔn)確的優(yōu) 點，但該方法不僅投資大，而且還存在安裝維護(hù)困難的不足，在實際應(yīng)用中通常不采用這種 方式；特別是對于空調(diào)系統(tǒng)中使用較多的風(fēng)機(jī)盤管，由于設(shè)備數(shù)量較多，普遍采用其他方式 計算其冷量。在現(xiàn)有技術(shù)中，風(fēng)機(jī)盤管的冷耗計算主要有兩大類， 一類是時間型計費(fèi)方式， 認(rèn)為風(fēng)機(jī)盤管的冷耗己知，根據(jù)風(fēng)機(jī)盤管供水閥門的開啟時間和風(fēng)機(jī)盤管的高、中、低三檔 風(fēng)速的使用時間來進(jìn)行的計費(fèi)，實現(xiàn)簡單，但誤差較大另一類是根據(jù)風(fēng)機(jī)盤管的功耗與分 量成正比例關(guān)系建立一擬合方程，再算得流經(jīng)風(fēng)機(jī)盤管的風(fēng)量與盤管風(fēng)機(jī)進(jìn)口和出口焓差的 乘積，即得風(fēng)機(jī)盤管的冷耗，如公開號為CN 1664524A發(fā)明專利申請所公開的技術(shù)方案。這 種方法存在下述不足1、要通過實驗來建立風(fēng)量與風(fēng)機(jī)盤管功率的擬合方程，而所得到得擬 合方程又無法適用于不同型號甚至同一型號不同廠家的風(fēng)機(jī)盤管，這對于一般的設(shè)計者來說 是十分困難的；2、必須要給每一用戶配備功率積算裝置來采集風(fēng)機(jī)盤管功耗的數(shù)據(jù)才能進(jìn)行 冷量分戶計費(fèi)，這對于具有末端設(shè)備的調(diào)速控制的集中控制、管理的中央空調(diào)系統(tǒng)來說顯然 是多余的，因為任何風(fēng)機(jī)盤管上都清楚地標(biāo)明了額定轉(zhuǎn)速和風(fēng)量，而額定風(fēng)量與額定轉(zhuǎn)速又是成正比的。
目前，中央空調(diào)管理與控制雖然一般已納入BAS (Building Automation System)，但
是通常只對新風(fēng)機(jī)組、空調(diào)機(jī)等主要設(shè)備進(jìn)行集中管理與控制，對風(fēng)機(jī)盤管等末端設(shè)備仍然 采用獨立控制方式，無法實現(xiàn)分戶計費(fèi)，因此目前的中央空調(diào)管理與控制系統(tǒng)通常不包含冷 量計費(fèi)功能，需要另外設(shè)置一套獨立的冷量計費(fèi)系統(tǒng)(包括軟件和硬件)，既增加了系統(tǒng)的 復(fù)雜性，也不利于集中管理。授權(quán)公告號為CN 1063263C公開了一種"公共式中央空調(diào)分戶 計費(fèi)控制方法和裝置"，其中，所述的方法雖然巧妙地將用戶的空調(diào)風(fēng)扇(相當(dāng)于盤管風(fēng)機(jī)) 采用兩路供電，即當(dāng)電動水閥開啟時由用于計費(fèi)的電力轉(zhuǎn)換器(功率積算裝置)供電，當(dāng)電 動水閥關(guān)閉時由非計費(fèi)的控制器供電，從而獲得了相對準(zhǔn)確的換熱器(相當(dāng)于風(fēng)機(jī)盤管)能 耗數(shù)據(jù)，但仍然是采用上述盤管風(fēng)機(jī)功耗的方法，除存在上述兩點不足外，還存在兩路供電 的布線麻煩。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于所存在的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種中央空調(diào)冷量的分戶計量系統(tǒng)。
一種中央空調(diào)冷量的分戶計量系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括提供管理與控制平臺的計算機(jī)主機(jī)、中 央空調(diào)末端控制器和中央空調(diào)機(jī)組的數(shù)字式冷量計，其中所述的計算機(jī)主機(jī)與數(shù)字式冷量計 和每一中央空調(diào)末端控制器通過LonWorks接口連接構(gòu)成控制網(wǎng)絡(luò)，其特征是所述系統(tǒng)的分 戶冷量計量方法主要由以下步驟組成
(1) 由計算機(jī)主機(jī)的輸入終端設(shè)定系統(tǒng)每一末端設(shè)備的出口空氣溫度和每一用戶室內(nèi)的 C02濃度并下傳至每一中央空調(diào)末端控制器；
(2) 中央空調(diào)末端控制器中的多路分時采樣處理單元采集空調(diào)系統(tǒng)的用戶室內(nèi)C02濃度 以及末端設(shè)備的入口和出口處空氣的溫度和濕度，然后進(jìn)行如下運(yùn)算
a.按以下公式I和II算出空調(diào)系統(tǒng)末端設(shè)備入口處空氣的焓值和出口處空氣的焓值
/ , =1.0^ +0.001x622^^1(2500 + 1.84/,) I
/ 2 =1.0,2 + 0.001x622 ^^(2500 +1.8勾 II
公式I和II中，/^當(dāng)?shù)卮髿鈮?；^ 、 t!分別為末端設(shè)備入口處空氣的相對濕度和溫度；
%、 /2分別為末端設(shè)備出口處空氣的相對濕度和溫度，PqW和Pqb2分別為末端設(shè)備入口和出口
6處空氣的飽和水蒸氣分壓力，可分別由公式(3)和(4)計算 1n(尸—)=* + C9 + C" + C' A2 + C12;3 + C,3 In f
in(;) = , + c9 + c,。r2 + c, ,r22 + c,2r23+c,3 in r2
in
IV
公式III和IV中的n-A + 273， r2 = f2 + 273， C8 = -5800.2206， C9=1.3914993, C10 = -0.04860239， Cu = 0.41764768X l(T4， C 12 =-0.14452093 X l(T7， C13 = 6.5459673 (這些常數(shù)所 表示的物理含義見《實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊》第二板，P135 P138，陸耀慶主編，中國建筑 工業(yè)出版社，2008年5月)；
其中，所述的末端設(shè)備是由表面換熱器與風(fēng)機(jī)等設(shè)備組成的風(fēng)機(jī)盤管、新風(fēng)機(jī)組或組合 式空氣處理機(jī)組；
b.由中央空調(diào)末端控制器按以下公式計算每一末端設(shè)備的空氣質(zhì)量流量附
附=p x ATV x
3600
V
公式V中，p為空氣密度，取1.2kg/m3，尺r為風(fēng)機(jī)的調(diào)速比，」~為末端設(shè)備的風(fēng)機(jī)的 額定風(fēng)量；
(3) 中央空調(diào)末端控制器按步驟(2)所得到的焓值/^和、以及空氣質(zhì)量流量w按并按以 下公式進(jìn)行單位時間冷量消耗的計算
g:附X(/z, -/22) VI
公式VI中，g為中央空調(diào)末端設(shè)備單位時間的冷量;
(4) 中央空調(diào)末端控制器按以下公式計算每一末端設(shè)備在積算時間內(nèi)的冷量消耗量并逐 一發(fā)送至計算機(jī)主機(jī)
公式VD中f^,為末端設(shè)備在積算時間內(nèi)的冷量消耗量，Ar為積算時間；
(5) 計算機(jī)主機(jī)從所述數(shù)字式冷量計中讀入的中央空調(diào)機(jī)組在計費(fèi)時間內(nèi)的制冷量，用 以下公式計算每一末端設(shè)備在計費(fèi)時間內(nèi)的計費(fèi)冷量并存儲
(1 + ~~-)K
厶7'
2X"公式V1D中，W為末端設(shè)備的計費(fèi)冷量w為計費(fèi)時間內(nèi)中央空調(diào)末端控制器向計算機(jī)主
機(jī)發(fā)送的末端設(shè)備在積算時間(AD內(nèi)冷量消耗量數(shù)據(jù)的次數(shù)；t『A,,為中央空調(diào)系統(tǒng)中
所有末端設(shè)備的冷量消耗量之和，其中X為所有末端設(shè)備的數(shù)量；環(huán)^為中央空調(diào)機(jī)組在計費(fèi)
時間內(nèi)的制冷量；其中，
當(dāng)所述的末端設(shè)備為風(fēng)機(jī)盤管時，『'記為『；；當(dāng)所述的末端設(shè)備為新風(fēng)機(jī)組時，『記
為『V;當(dāng)所述的末端設(shè)備為組合式空氣處理機(jī)組時，『記為『'^。
本發(fā)明系統(tǒng)的上述步驟(2)公式V中所述的風(fēng)機(jī)的調(diào)速比i^的計算為公知技術(shù)，它是
根據(jù)用戶系統(tǒng)類型和和要求來進(jìn)行計算的，本發(fā)明推薦的計算方法是
當(dāng)用戶為新風(fēng)+盤管系統(tǒng)用戶，即使用一臺新風(fēng)機(jī)組和多臺風(fēng)機(jī)盤管組成的新風(fēng)+盤管系 統(tǒng)用戶時，每一個用戶所使用的風(fēng)機(jī)盤管的風(fēng)機(jī)的調(diào)速比i^.是由與風(fēng)機(jī)盤管連接的中央空
調(diào)末端控制器先計算風(fēng)機(jī)盤管出口處空氣溫度與系統(tǒng)設(shè)定的出口溫度之差，再采用PI調(diào)節(jié)算 法算得；為所有用戶提供新風(fēng)的新風(fēng)機(jī)組的風(fēng)機(jī)的調(diào)速比/^,是先由與風(fēng)機(jī)盤管連接的中央
空調(diào)末端控制器采集每一用戶室內(nèi)C02濃度，再通過控制網(wǎng)絡(luò)傳送到和新風(fēng)機(jī)組連接的中央 空調(diào)末端控制器中求得所有用戶室內(nèi)C02濃度的加權(quán)平均值，然后將所求得的加權(quán)平均值與 系統(tǒng)設(shè)定的用戶室內(nèi)C02濃度進(jìn)行減法運(yùn)算，得到二者的差值后采用PI調(diào)節(jié)算法算得；在不
需要調(diào)節(jié)新風(fēng)機(jī)組的送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速時，取新風(fēng)機(jī)組的送風(fēng)機(jī)的調(diào)速比^^.=1，并可省去用戶室內(nèi)
C02濃度傳感器。
當(dāng)用戶為全空氣系統(tǒng)用戶，即每一用戶一臺組合式空氣處理機(jī)組時，每一個用戶所使用 的組合式空氣處理機(jī)組的風(fēng)機(jī)可不進(jìn)行調(diào)速，即取i^-l，用戶室內(nèi)的溫度和C02濃度通過
調(diào)節(jié)新風(fēng)閥與回風(fēng)閥開度的比例進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)，以避免計算過于復(fù)雜。
本發(fā)明所述系統(tǒng)所述的中央空調(diào)末端設(shè)備控制器為國知局2008年10月22日授權(quán)的實用
新型專利(公告號為CN201138437)產(chǎn)品。
由于空氣通過末端設(shè)備中的表面換熱器后通常接近機(jī)器露點，因此本發(fā)明所述的系統(tǒng)在
計算末端設(shè)備空氣出口處空氣的焓值&的公式中取化=95%，以便于簡化系統(tǒng)，省去末端設(shè)
備出口處的空氣濕度傳感器。又因為在空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計中，用戶室內(nèi)空氣的相對濕度的設(shè)計 參數(shù)通常為60%,因此當(dāng)所述的末端設(shè)備為風(fēng)機(jī)盤管時，空氣焓值^的計算公式中取
8仍=60%，以進(jìn)一步簡化系統(tǒng)，省去風(fēng)機(jī)盤管空氣入口處的濕度傳感器。
本發(fā)明所述的系統(tǒng)適用于各種中央空調(diào)用戶，這些用戶可以是使用一臺新風(fēng)機(jī)組和多臺 風(fēng)機(jī)盤管組成的新風(fēng)+盤管系統(tǒng)用戶，也可以是由一臺或多臺組合式空氣處理機(jī)組組成的全 空氣系統(tǒng)的用戶。當(dāng)所述用戶采用全空氣系統(tǒng)時，用戶的計費(fèi)冷量為每一臺組合式空氣處理 機(jī)組計費(fèi)冷量。當(dāng)所述用戶采用新風(fēng)+盤管系統(tǒng)時，計算用戶的計費(fèi)冷量時，應(yīng)將新風(fēng)機(jī)組 計費(fèi)冷量分?jǐn)偟矫總€用戶，具體計算方法為計算機(jī)主機(jī)從存儲器中調(diào)出按本發(fā)明方法所述 步驟(5)算得的新風(fēng)+盤管系統(tǒng)中新風(fēng)機(jī)組的計費(fèi)冷量W^和每一臺風(fēng)機(jī)盤管的計費(fèi)冷量
『TO ，然后按以下公式計算分?jǐn)傂嘛L(fēng)機(jī)組冷量后一個用戶的計費(fèi)冷量 廣
<formula>formula see original document page 9</formula>
公式ix中，『"為分?jǐn)傂嘛L(fēng)機(jī)組冷量消耗后一個用戶的計費(fèi)冷量，2『；，,為所有風(fēng)機(jī)
7=1
盤管的計費(fèi)冷量之和，z為風(fēng)機(jī)盤管的數(shù)量(亦即新風(fēng)+盤管系統(tǒng)中用戶的數(shù)量)。
根據(jù)需要，在給定冷量的市價的條件下，本發(fā)明系統(tǒng)還可進(jìn)一步簡單地計算出系統(tǒng)中各 用戶的實際費(fèi)用。
本發(fā)明系統(tǒng)利用中央空調(diào)末端設(shè)備的風(fēng)機(jī)已標(biāo)明的額定風(fēng)量和額定轉(zhuǎn)速以及風(fēng)機(jī)的風(fēng)量 與葉輪轉(zhuǎn)速成正比的關(guān)系，方便地計算出系統(tǒng)中每個用戶的冷耗，巧妙地克服了現(xiàn)有技術(shù)需 要建立風(fēng)量與風(fēng)機(jī)盤管功率的擬合方程和增設(shè)功率積算裝置的不足，既簡化了系統(tǒng)，也提高 了實用性，具有廣泛推廣應(yīng)用的價值。


圖1為本發(fā)明系統(tǒng)的一個具體實施例的總體拓樸結(jié)構(gòu)框圖； 圖2為中央空調(diào)末端控制器的結(jié)構(gòu)框圖3為末端設(shè)備是風(fēng)機(jī)盤管的一個具體實施例的冷量計量原理圖； 圖4為末端設(shè)備是新風(fēng)機(jī)組的一個具體實施例的冷量計量原理圖； 圖5為本發(fā)明系統(tǒng)的冷量分戶計量程序的主流程圖。
具體實施例方式
參見圖l,本系統(tǒng)為一種現(xiàn)場總線式中央空調(diào)運(yùn)行管理與控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)由計算機(jī)主機(jī)、 中央空調(diào)末端控制器(如圖2所示)、中央空調(diào)機(jī)組的數(shù)字式冷量計和系統(tǒng)管理、控制軟件等組成，其中所述的計算機(jī)主機(jī)與中央空調(diào)機(jī)組的數(shù)字式冷量計和每一中央空調(diào)末端控制器 均通過LonWorks接口與計算機(jī)主機(jī)連接。本例中，所述的中央空調(diào)末端控制器如圖2所示； 風(fēng)機(jī)盤管的冷量計量原理如圖3所示，新風(fēng)機(jī)組或組合式空氣處理機(jī)組的冷量計量原理如圖 4所示。參見圖3，虛線框內(nèi)所示的風(fēng)機(jī)盤管的空氣入口和出門處均設(shè)有溫度傳感器，用戶的 室內(nèi)設(shè)有C02濃度傳感器；參見圖4，虛線框內(nèi)所示的新風(fēng)機(jī)組的空氣入口處設(shè)有溫度傳感 器和濕度傳感器，出口設(shè)有溫度傳感器。本例中，組合式空氣處理機(jī)組的冷量計量原理與圖 4所示的新風(fēng)機(jī)組的冷量計量原理基本相同，只是組合式空氣處理機(jī)組處理的空氣是室內(nèi)回 風(fēng)和室外新風(fēng)的混合空氣，因此可參照圖4實施。
參見圖l，本例中整個系統(tǒng)共有135臺末端設(shè)備，125個用戶，125個用戶分為兩類，第 一類為虛線框內(nèi)所示的新風(fēng)+盤管系統(tǒng)用戶，共有100戶，每一戶使用一臺風(fēng)機(jī)盤管，10戶 公用一臺新風(fēng)機(jī)組集中供給新風(fēng)；第二類是由25臺組合式空氣處理機(jī)組組成的全空氣系統(tǒng)用 戶，每一戶使用一臺組合式空氣處理機(jī)組。
參見圖1和圖5，啟動計算機(jī)主機(jī)和中央空調(diào)末端控制器等系統(tǒng)設(shè)備，運(yùn)行管理軟件，先 設(shè)置每一末端設(shè)備的運(yùn)行控制參數(shù)，即每一末端設(shè)備的出口空氣溫度和新風(fēng)+盤管系統(tǒng)的每 一用戶室內(nèi)的C02濃度，再將所設(shè)置的參數(shù)下傳至每一中央空調(diào)末端控制器使之按設(shè)定的參 數(shù)運(yùn)行，然后按下述方法計算空調(diào)系統(tǒng)中每一個具體用戶的冷量消耗量。
一、每一個末端設(shè)備的冷量消耗量計算
由圖1可見，本例共有3種末端設(shè)備，即風(fēng)機(jī)盤管、新風(fēng)機(jī)組和組合式空氣處理機(jī)組， 以下分別描述它們的冷量消耗量的計量過程。 (一)風(fēng)機(jī)盤管的冷量消耗量的計量
1、參見圖3，由圖2所示的中央空調(diào)末端控制器中的多路分時采樣處理單元分時采集設(shè) 在每一臺風(fēng)機(jī)盤管空氣入口和出口處溫度傳感器的溫度信號，并分別取入口處空氣的相對濕
度為60%，即^=60%，出口處空氣的相對龜度為95%,即^=95°/。；然后由與風(fēng)機(jī)盤管連
接的木端控制器分別算出風(fēng)機(jī)盤管入口處空氣的焓值^和出口處空氣的焓值、以及流經(jīng)風(fēng)
機(jī)盤管的空氣質(zhì)量流量w :再進(jìn)一步算出每一風(fēng)機(jī)盤管在單位時間內(nèi)冷量消耗量Q和每一積
算時間內(nèi)的冷量消耗量『M.，最后將每一積算時間內(nèi)的冷量消耗量H^逐一發(fā)送至上位于計 算機(jī)主機(jī)。其中，空氣質(zhì)量流量w的計算過程是先根據(jù)風(fēng)機(jī)盤管的入口溫度與系統(tǒng)設(shè)定的 用戶室內(nèi)溫度之差，按PI調(diào)節(jié)算法經(jīng)運(yùn)算所得到的末端空氣處理裝置的風(fēng)機(jī)的調(diào)速比^.，
再公式w = p x & x i算出流經(jīng)空氣處理器的空氣質(zhì)量流量；風(fēng)機(jī)盤管入口的焓值A(chǔ),和出口的焓值、是分別按發(fā)明內(nèi)容中所述公式I及III和II及IV計算；風(fēng)機(jī)盤管在單位時間內(nèi)冷量
消耗量2是按公式g =附x (《-A)計算；每一積算時間內(nèi)風(fēng)機(jī)盤管的冷量消耗量『A,是按公
式『^-A7^2計算。
2、計算機(jī)主機(jī)接收到每一風(fēng)機(jī)盤管在積算時間內(nèi)的冷量消耗量^V后，再讀入數(shù)字式冷 量計中中央空調(diào)機(jī)組當(dāng)月的制冷量『cx ，然后按發(fā)明內(nèi)容中所述的公式W分別計算每一臺風(fēng)
機(jī)盤管當(dāng)月的計費(fèi)冷量『V;并存儲。本例中，上一步驟所述的積算時間假設(shè)為IO分鐘，交
費(fèi)時間段假設(shè)為一個月(30天) 一次，那么與風(fēng)機(jī)盤管連接的中央空調(diào)末端控制器向上位計 算機(jī)主機(jī)發(fā)送冷量消耗量數(shù)據(jù)的次數(shù)即為6X24X30=4320,每一風(fēng)機(jī)盤管當(dāng)月所消耗的計費(fèi) 冷量為
<formula>formula see original document page 11</formula>
(二)新風(fēng)機(jī)組的冷量消耗量的計量
1、由圖2所示的中央空調(diào)末端控制器中的多路分時采樣處理單元分時采集設(shè)在每一臺新 風(fēng)機(jī)組空氣入口、出口的溫度和濕度以及每一新風(fēng)+風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)用戶的室內(nèi)C02濃度，所述 溫度、濕度和C02濃度的獲得方法如下所述的溫度、濕度數(shù)據(jù)由設(shè)在新風(fēng)機(jī)組空氣入口處
溫度傳感器、濕度傳感器以及設(shè)在新風(fēng)機(jī)組空氣出口處溫度傳感器(見圖4)獲得，所述的 C02濃度由與盤管風(fēng)機(jī)連接的中央空調(diào)末端控制器采集用戶室內(nèi)的C02濃度傳感器(見圖3) 感知的C02濃度，再經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到與新風(fēng)機(jī)組連接的中央空調(diào)末端控制器獲得。同時，取新 風(fēng)機(jī)組出口處空氣的相對濕度為95。/。，即化=95%。然后由與新風(fēng)機(jī)組連接的末端控制器分
別算出新風(fēng)機(jī)組入口處空氣的焓值&和出口處空氣的焓值A(chǔ)2以及流經(jīng)新風(fēng)機(jī)組的空氣質(zhì)量
流量w ;再進(jìn)一步算出每一新風(fēng)機(jī)組在單位時間內(nèi)冷量消耗量g和每一積算時間內(nèi)的冷量消
耗量『m，最后將每一積算時間內(nèi)的冷量消耗量『^逐一發(fā)送至上位于計算機(jī)主機(jī)。其中， 空氣質(zhì)量流量m的計算過程是先計算當(dāng)前新風(fēng)+盤管系統(tǒng)中10個用戶(見圖1)的室內(nèi)C02
濃度的加權(quán)平均值，再計算該加權(quán)平均值與系統(tǒng)設(shè)定的用戶室內(nèi)C02濃度值之差，然后采用
PI調(diào)節(jié)算法算得到新風(fēng)機(jī)組的風(fēng)機(jī)的調(diào)速比i^ ，并用公式m = /9><《v x^算出流經(jīng)新風(fēng)機(jī) 組的空氣質(zhì)量流量；新風(fēng)機(jī)組入口的焓值/z,和出口的焓值/z,是分別按發(fā)明內(nèi)容中所述公式I2009 及ni和ii及iv計算；新風(fēng)機(jī)組在單位時間內(nèi)冷量消耗量2是按公式G二附x(/2, -/g計算；每 一積算時間內(nèi)新風(fēng)機(jī)組的冷量消耗量是按公式『A, = Ar ^計算。
2、計算機(jī)主機(jī)接收到每一新風(fēng)機(jī)組在積算時間內(nèi)的冷量消耗量J^,后，再讀入數(shù)字式冷 量計中中央空調(diào)機(jī)組當(dāng)月的制冷量『a，然后按發(fā)明內(nèi)容中所述的公式Wl分別計算每一臺新
風(fēng)機(jī)組當(dāng)月的計費(fèi)冷量W'，并存儲。本例中，上一步驟所述的積算時間假設(shè)為10分鐘，交
費(fèi)時間段為一個月(30天) 一次，那么與新風(fēng)機(jī)組連接的中央空調(diào)末端控制器向上位計算機(jī) 主機(jī)發(fā)送冷量消耗量數(shù)據(jù)的次數(shù)即為6X24X30=4320，每一新風(fēng)機(jī)組當(dāng)月所消耗的計費(fèi)冷量 為
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，
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(三)組合式空氣處理機(jī)組的冷量消耗量的計量
組合式空氣處理機(jī)組的冷量消耗量的計量和控制過程與上述新風(fēng)機(jī)組完全相同，也是在 算得每一組合式空氣處理機(jī)組在積算時間內(nèi)的冷量消耗量^V后，再讀入數(shù)字式冷量計中中
央空調(diào)機(jī)組當(dāng)月的制冷量『d，然后按發(fā)明內(nèi)容中所述的公式Vffl分別計算每一臺組合式空氣
處理機(jī)組當(dāng)月的計費(fèi)冷量『；e并存儲，艮口
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與新風(fēng)機(jī)組的冷量消耗量的計量和控制過程不同的是，在計算空氣質(zhì)量流量附時取&.=1。
二、 全空氣系統(tǒng)用戶中每一用戶的冷量消耗量的計算
參見圖i，本例是由組合式空氣處理機(jī)組構(gòu)成的全空氣系統(tǒng)，每一臺組合式空氣處理機(jī)組 對應(yīng)一個用戶，因此上述組合式空氣處理機(jī)組的冷量消耗量的計量中計算得出的組合式空氣 處理機(jī)組當(dāng)月所消耗的計費(fèi)冷量『'w即是用戶當(dāng)月的計費(fèi)冷量。
三、 新風(fēng)+盤管系統(tǒng)中每一用戶的冷量消耗量的計算
參見圖l，對于采用新風(fēng)+盤管系統(tǒng)的用戶，由于是由一臺新風(fēng)機(jī)組為io戶提供新風(fēng)，
因此應(yīng)將一臺新風(fēng)機(jī)組消耗的冷量分?jǐn)偟?0個用戶。由圖1可見，10個新風(fēng)+盤管系統(tǒng)完全
12相同，每個系統(tǒng)均由1臺新風(fēng)機(jī)組和10臺盤管風(fēng)機(jī)組成，以下以一個新風(fēng)十盤管系統(tǒng)為例分 別說明每一用戶的冷量消耗量的計算方法
計算機(jī)主機(jī)從存儲器中調(diào)出上述步驟一中算得的新風(fēng)+盤管系統(tǒng)中新風(fēng)機(jī)組的當(dāng)月計費(fèi)
冷量『^和每一臺風(fēng)機(jī)盤管的當(dāng)月計費(fèi)冷量『《;，然后按發(fā)明內(nèi)容中所述的公式IX計算分?jǐn)?br> 新風(fēng)機(jī)組冷量后一個用戶的當(dāng)月計費(fèi)冷量PT'，艮P:
<formula>formula see original document page 13</formula>
權(quán)利要求
1、一種中央空調(diào)冷量的分戶計量系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括提供管理與控制平臺的計算機(jī)主機(jī)、中央空調(diào)末端控制器和中央空調(diào)機(jī)組的數(shù)字式冷量計，其中所述的計算機(jī)主機(jī)與數(shù)字式冷量計和每一中央空調(diào)末端控制器通過LonWorks接口連接構(gòu)成控制網(wǎng)絡(luò)，其特征是所述系統(tǒng)的分戶冷量計量方法主要由以下步驟組成(1)由計算機(jī)主機(jī)的輸入終端設(shè)定系統(tǒng)每一末端設(shè)備的出口空氣溫度和每一用戶室內(nèi)的CO2濃度并下傳至每一中央空調(diào)末端控制器；(2)中央空調(diào)末端控制器中的多路分時采樣處理單元采集空調(diào)系統(tǒng)的用戶室內(nèi)CO2濃度以及末端設(shè)備的入口和出口處空氣溫度和濕度，然后進(jìn)行如下運(yùn)算a. 按以下公式I和II算出空調(diào)系統(tǒng)末端設(shè)備入口處空氣的焓值h1和出口處空氣的焓值h2公式I和II中，P為當(dāng)?shù)卮髿鈮?；t1分別為末端設(shè)備入口處空氣的相對濕度和溫度；t2分別為末端設(shè)備出口處空氣的相對濕度和溫度，Pqb1和Pqb2分別為末端設(shè)備入口和出口處空氣的飽和水蒸氣分壓力，可分別由公式(3)和(4)計算公式III和IV中的T1＝t1+273，T2＝t2+273，C8＝-5800.2206，C9＝1.3914993，C10＝-0.04860239，C11＝0.41764768×10-4，C12＝-0.14452093×10-7，C13＝6.5459673；其中，所述的末端設(shè)備是由表面換熱器與風(fēng)機(jī)等設(shè)備組成的風(fēng)機(jī)盤管、新風(fēng)機(jī)組或組合式空氣處理機(jī)組；b. 由中央空調(diào)末端控制器按以下公式計算每一末端設(shè)備的空氣質(zhì)量流量m公式V中，ρ為空氣密度，取1.2kg/m3，KV為風(fēng)機(jī)的調(diào)速比，LM為末端設(shè)備的風(fēng)機(jī)的額定風(fēng)量；(3)中央空調(diào)末端控制器按步驟(2)所得到的焓值h1和h2以及空氣質(zhì)量流量m按并按以下公式進(jìn)行單位時間冷量消耗的計算Q＝m×(h1-h2) VI公式VI中，Q為中央空調(diào)末端設(shè)備單位時間的冷量；(4)中央空調(diào)末端控制器按以下公式計算每一末端設(shè)備在積算時間內(nèi)的冷量消耗量并逐一發(fā)送至計算機(jī)主機(jī)WΔT＝ΔT·Q VII公式VII中WΔT為末端設(shè)備在積算時間內(nèi)的冷量消耗量，ΔT為積算時間；(5)計算機(jī)主機(jī)從所述數(shù)字式冷量計中讀入的中央空調(diào)機(jī)組在計費(fèi)時間內(nèi)的制冷量，用以下公式計算每一末端設(shè)備在計費(fèi)時間內(nèi)的計費(fèi)冷量并存儲公式VIII中，W′為末端設(shè)備的計費(fèi)冷量；n為計費(fèi)時間內(nèi)中央空調(diào)末端控制器向計算機(jī)主機(jī)發(fā)送末端設(shè)備在積算時間(ΔT)內(nèi)冷量消耗量數(shù)據(jù)的次數(shù)；為中央空調(diào)系統(tǒng)中所有末端設(shè)備的冷量消耗量之和，其中x為所有末端設(shè)備的數(shù)量；WCL為中央空調(diào)機(jī)組在計費(fèi)時間內(nèi)的制冷量；其中，當(dāng)所述的末端設(shè)備為風(fēng)機(jī)盤管時，W′記為W′PG；當(dāng)所述的末端設(shè)備為新風(fēng)機(jī)組時，W′記為W′XF；當(dāng)所述的末端設(shè)備為組合式空氣處理機(jī)組時，W′記為W′KQ。
2、如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征是，當(dāng)所述的用戶是由一臺新風(fēng)機(jī)組和多臺盤管風(fēng) 機(jī)和組成的新風(fēng)+盤管系統(tǒng)用戶時，該用戶的冷量計量方法還包括以下步驟計算機(jī)主機(jī)從存儲器中調(diào)出按權(quán)利要求1所述步驟(5)算得的新風(fēng)機(jī)組的計費(fèi)冷量『^和每一臺風(fēng)機(jī)盤管的計費(fèi)冷量『^ ，然后按以下公式計算分?jǐn)傂嘛L(fēng)機(jī)組冷量后用戶的計費(fèi)冷<formula>formula see original document page 4</formula>
3、 如權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征是公式(2)中末端設(shè)備出口處的空氣相對濕度『950/0。
4、 如權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征是當(dāng)所述的末端設(shè)備為風(fēng)機(jī)盤管時，其入口處的空氣相對濕度A =60%，出口處的空氣相對濕度伊2 =95%。
全文摘要
本發(fā)明涉及測量熱量的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及中央空調(diào)的分戶計量系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括提供管理與控制平臺的計算機(jī)主機(jī)、中央空調(diào)末端控制器和中央空調(diào)機(jī)組的數(shù)字式冷量計，所述的計算機(jī)主機(jī)與數(shù)字式冷量計和每一中央空調(diào)末端控制器通過LonWorks接口連接構(gòu)成控制網(wǎng)絡(luò)，其特征是所述系統(tǒng)的控制方法的主要步驟為由中央空調(diào)末端設(shè)備控制器分時采集空調(diào)系統(tǒng)的用戶室內(nèi)CO₂濃度及末端設(shè)備入口和出口的空氣溫度和濕度，采用公式(1)和(2)分別算出空調(diào)系統(tǒng)末端設(shè)備的空氣進(jìn)口的焓值h₁和出口的焓值h₂，同時，采用公式(5)算出流過末端設(shè)備的空氣質(zhì)量流量m，然后依次采用公式(6)、(7)算出末端設(shè)備在積算時間內(nèi)的冷量消耗量W_ΔT并發(fā)送至計算機(jī)主機(jī)，由計算機(jī)主機(jī)按公式(8)計算出每一末端設(shè)備的計費(fèi)冷量W′并存儲。
文檔編號F24F11/00GK101476764SQ20091003680
公開日2009年7月8日 申請日期2009年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月20日
發(fā)明者丁云飛, 徐曉寧, 朱赤暉 申請人:廣州大學(xué)